Электродинамическая установка для возбуждения сейсмических колебаний в процессе движения Советский патент 1988 года по МПК G01V1/09 G01V1/143 

Изобретение относится к сейсморазведке, в частности к устройствам для возбуждения упругих колебаний с помощью энергии разряда конденса- торов через излучатель, например, . электродинамического типа.

Цель изобретения - возбуждение продольных сейсмических волн.

На фиг. 1 изображен излуча тель электродинамической установки для возбуждения сейсмических волн, поперечный разрез; на фиг. .2 - то же, продольньй разрез; на фиг. 3 - то же, аксонометрия; на фиг. 4 - индук- тор; на фиг. 5 - электродинамическая установка, вид сбоку; на фиг. 6 - .то же, вид сверху.

Электродинамическая установка для возбуждения сейсмических волн содер- жит транспортное средство с ведущими и неведущими мостами, включающее силовую установку для передвижения и аккумулирования энергии, трехфазный синхронный генератор, конденсаторные батареи и воздушные искровые разрядники, и полуприцеп.

Полуприцеп (фиг. 1 - 3) состоит и реактивной массы, размещенной на раме 1, электродинамического преобра- зователя с двумя излучателями 2, которые установлены на осях 3 по обе стороны рамы 1. Каждый излучатель 2 электродинамической установки для возбуждения сейсмически волн содер- жит статор 4, который с помощью шли- цевого соединения устанавливается на оси 3. Статор 4 от осевого смещения вдоль оси 3 предохраняется фиксато- рами. 5. На статоре 4 жестко закреп- лена плита 6. К цилиндрической поверхности статора 4 крепится индуктор 8 также цилиндрической формы. Ротор 9 выполнен в виде алюминиевой или медной обечайки, которая спица- ми 10 соединена с двумя втулками 11. Во внутренние поверхности втулок 11 запрессовьшаются подшипники 12 качения. Внутренние обоймы подшипников 12 посажены на втулки 13 подвижной плиты 14. Втулки 13 выполнены за одно целое с подвшсной плитой 14. Между подвижной плитой 14 и плитой 6 статора 4 размещено не менее трех пружин 15 (например, четыре), пред- варительно сжатых с помощью болтов 16 и гаек 17. Затяжкой гаек 17 регулируется зазор а, который поддерживается за счет усилия предварительно сжатых пружин 15 в одном направлении и болтов 16 с гайками 17 - в другом.

Регулировка зазора Ч осуществляется следующим образом. Специальный калибр толщиной а устанавливается поочередно между индуктором 8 и ротором 9 с каждой из четырех сторон непосредственно под пружин-ами 15. Завинчивая или вьгоинчивая гайки 17 регулируют соответствие зазора требуемой величине. Так как индуктор 8 и ротор 9 имеют цилиндрическую форму с разницей радиусов, равной зазору а то, следовательно, после установки зазора q под пружинами 15 зазор отрегулирован по всей поверхности. Выполнение этого условия обеспечивает вращение ротора 9 относительно статора 4 без помех на минимальном расстоянии. Пружины i5, болты 16 и гайки 17 осуществляют связь между подвижной и неподвижной частями излучателя 2.

Подвижная часть излучателя 2 состоит из ротора 9 со спицами 10 и втулками II, подшипников 12 и подвижной плиты 14 с втулками 13. Неподвижная часть состоит из оси 3, статора 4 и индуктора 8. На индукторе 8 имеется два электрических вьшода 18 и 19, подсоединенные к силовой электрической цепи установки (фиг. 4).

Транспортное средство (тягач) 20 (фиг. 5 и 6) включает смонтированную на раме 21 силовую установку 22 для передвижения и аккумулирования энергии, трехфазный синхронный генератор 23, конденсаторные батареи 24 и воздушные искровые разрядники 25, полуприцеп 26, сцепленный с тягачом 20 сцепным устройством 27. Полуприцеп 26 содержит реактивную массу 28.

Электродинамическая установка работает следующим образом.

В транспортном режиме полуприцеп и рама 1 буксируются транспортным средством, например тягачом, с одного геологического профиля на другой при неработающем генераторе. Разрядный ток проходит по обмоткам индуктора 8, и.излучатели 2 выполняют функции колес полуприцепа, перекатываясь по профилю, копируя его рельеф и воспринимая воздействие реактивной массы. Так как ротор 9 жестко связан спицами 10 с двумя втулками 11, а внутрь, последних запрессованы наружные обоймы подшипников 12, то эти обоймы вращаются вместе с ротором 9 ак единое целое. Ось 3 излучателя 2 жестко связана с рамой 1 и статором 4, плита 6 которого посредством пружин 15 и болтов 16 с гайками 17 связана с подвижной плитой 14, а втулки 13 плиты запрессованы во внутренние обоймы подшипников 12. Поэтому внутренняя обойма подшипников 12 остается неподвижной относительно рамы 1 и движется вместе с ней по одной и той же траектории.

Во время движения установки по профилю возможен случай зависания одного из излучателей 2 полуприцепа с последующей ударной постановкой его на грунт. При зависании необходимо исключить изменение зазора между подвижной и неподвижной частями .излучателя. Поэтому пружины 15 имеют такую предварительную затяжку, при которой обеспечивается неизменное положение ротора 9 относительно статора 4 при вьшешивании излучателя 2 над землей.

Рабочий режим установки для возбуждения сейсмических волн можно разделить на два: излучение при неподвижном тягаче и излучение при движении тягача.

В рабочем режиме излучения сейсмических колебаний при неподвижном тягаче полуприцеп располагается на рабочей точке исследуемого профиля. После заряда конденсаторов генератора по команде оператора происходит их разряд. При прохождении электрического тока по обмоткам индуктора 8 в роторе 9 резко возрастают токи. В результате этого между индуктором 8 и ротором 9 возникает силовое взаимодействие, стремящееся оттолкнуть ро- тор 9 и статор 4 один от другого. Так как неподвижная часть излучателей 2 опирается через статор 4, ось 3, раму 1 о реактивную массу, то ротор 9 вместе с подшипниками 12 и неподвижной плитой 14 отталкивается от статора 4 с индуктором 8. При этом энергия силового импульса, передаваемая ротору 9, который ударом вертикально вниз по грунту направляет эту энергию в землю, создает колебания грунта. .

При движении ротора 9 вниз относительно статора одновременно с ним движется и вся подвижная часть излу

04999

чателей 2. Подвижная плита 14 движет- ся по направляющим болтам 16, сжимая пружины 15. При этом снимаются нагруз ки с болтов 16 и они в этот момент находятся в ненагруженном состоянии. После прекращения действия импульса силы на ротор 9 пружины 15 стремятся занять свое первоначальное положение,

10 возвращая к исходному состоянию всю подвижную часть излучателя 2. Болты 16 снова нагружаются действием реактивной массы. После зтого можно повторять процесс возбуждения сейсми15 ческй волн.

В рабочем режиме излучения сейсмических волн при движении тягача полуприцеп с рамой 1 буксируются тягачом вдоль геологического профиля.

20 Генератор включен и работает на зарядку конденсаторов. Статор 4 вместе с индуктором 8 движется по траектории, параллельной профилю грунта, а ротор 9, перекатьшаясь по грунту,

25 вращается вокруг статора 4. После

разряда конденсаторов и возникновения импульса силы между статором 4 и ротором 9 последний осуществляет два движения: воздействует на грунт, пезо редавая энергию взаимодействия в

глубь профиля, создавая сейсмосигнал, и продолжает вращаться относительно своей оси, перемещаясь по геологическому профилю. Затем под действием пружин 15 подвижные части излучателей 2 занимают исходные положения. Так как процесс сейсмоизлучения очень кратковременный и занимает по времени несколько миллисекунд, то на его

40 качество практически не влияет скорость движения тягача.

35

5

0

5

Применение электродинамической установки при геофизических работах позволяет возбуждать продольные сейсмические волны при движении транспортного средства и обеспечивает высокую производительность, так как конструкция излучателей позволяет производить сейсмоисследования не только на месте без предварительной подготовки, но и при движении транспортного средства.

Использование неведущих мостов транспортного средства позволяет значительно упростить конструкцию электродинамической установки для возбуждения сейсмических волн в процессе движения.

Формула изобретения

1. Электродинамическая установка для возбуждения сейсмических колебаний в процессе движения, содержащая транспортное средство с ведущими и неведущими мостами, с размещенными на нем генератором и установкой для передвижения и аккумулирования энергии и полуприцеп с установленным на нем электродинамическим преобразова- телем с двумя излучателями, отличающаяся тем, что, с целью ;возбуждения продольных сейсмических волн, полуприцеп снабжен рамой с осями, на которых установлены излучатели, каждьй из которых снабжен жестко связанным с осью рамы статором с

5

плитой и с закрепленным на его цилиндрической части индуктором цилиндрической формы, ротором, выполненным в виде обечайки и жестко связанным с наружньми обоймами подшипников, во внутренние обоймы которых запрессованы втулки, выполненные за одно целое с подвижной плитой, причем между плитой статора и подвижной плитой установлено не менее трех пружин, предварительно сжатых болтовыми соединениями. I

2. Установка по п. 1, о т л и - чающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, излучатели установлены на осях неведущих мостов транспортного средства.

Изобретение относится к сейсморазведке, в частности к устройствам для возбуждения упругих колебаний с помощью энергии разряда конденсаторов через излучатель, например, электродинамического типа. Цель изобретения - возбуждение продольных сейсмических волн. Электродинамическая установка для возбуждения сейсмических волн в процессе движения содержит транспортное средство с размещенными на нем генератором и установкой для передвижения и аккумулирования энергии и полуприцеп, снабженный рамой с осями, на которых установлен электродинамический преобразователь с двумя излучателями, каждый из которых состоит из жестко связанного с осью рамы статора с закрепленным на его цилиндрической части индуктором цилиндрической формы, ротора, выполненного в виде обечайки и жестко связанного с наружными обоймами подшипников, во внутренние обоймы которых запрессованы втулки, совмещенные с подвижной плитой. Между плитой статора и подвижной пл итой установлено не менее трех пружин, предварительно сжатьк болтовыми соединениями. Элек- тродинамическая установка работает как при неподвижном транспортном- средстве, так и при «го движении, возбуждая в грунте продольные сейсмические волны. Использование неведущих мостов транспортного средства позволяет упростить конструкцию . 1 3.п. ф-лы, 6 ил. (Л ;о

ез

/V

Фиг.1

12

Фиг. 2

16

/

Фиг.

/// ///

V/ /////////////.

-F

го гц лЛ

Фиг, 5 2J 27 Z.6 г

.-F

.I

-|ой-о

|| I

II

-F

//////

| I

II